安科瑞电气火灾监控系统在珠海中海桃花源商业建筑的应用方案

　　0、前言

　　近10年来，我国发生电气火灾高居火灾事故总数的首位。根据公安部消防局火灾数据统计，2007年共发生火灾15.9万起（不含森林、草原、军队、矿井地下部分火灾，下同），从引发火灾的直接原因看，电气引起火灾最多，共45703起，占总数的28.8%；2008年共发生火灾13.3万起，电线短路、超负荷、电器设备故障等电气原因引发火灾4万起，占总数的30.1%，比重比2007年提高1.3个百分点。电气火灾事故所占比例逐年增高，令人堪忧。对于严峻的电气火灾形势，早期预测、预警、预报则成消防工作的重中之重，从源头上杜绝电气火灾的发生成了关注的焦点。预防和有效遏制电气火灾的任务已经迫在眉睫。有关专家积极呼吁尽快采取有效的技术防范措施，遏制电气火灾的上升势头，政府有关部门也非常重视，相继制订或修改了有关标准规范，要求在建筑中设置漏电火灾报警系统。《高层民用建筑设计防火规范》GB50045－95（2005版）局部修订条文9.5.1条、强制性国标《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955-2005都强调了剩余电流动作保护装置在防止因接地故障而引起的电气火灾的防护作用，要求在建筑物内安装剩余电流动作火灾监控系统。可以说，预防建筑电气火灾，设置漏电火灾报警系统的国家标准和规范已经基本齐全（还有有关的其他规范正在报批中），今后有关场所设计、应用漏电火灾报警系统将越来越多。本文根据电气火灾监控系统的新标准（GB14827-2005），以中海桃花源漏电火灾监控系统为例，介绍Acrel-6000电气火灾监控系统在商业建筑及大型公共场所的应用。

　　1、项目简介

　　中海桃花源位于珠海市香洲区情侣北路神前路，紧临美丽湾，项目总占地面积4万多平米，总建筑面积约12.1万平方米，计容建筑面积约8.9万平米，本文主要对中海桃花源1#、2#、6#、8#、9#楼楼层配电箱内配电回路因漏电及由于漏电可能引起火灾进行预报和监控，准确监控电气线路的故障和异常状态，发现电气火灾的火灾隐患，及时报警提醒人员去消除这些隐患。帮助机场节约人工成本，提高工作效率。

　　系统通过探测现场各用电回路漏电电流、过电流、超温度等信号，已声光报警的方式，准确提醒工作人员线路故障的位置，监视故障点的变化。储存各种故障和操作试验信号，显示系统电源状态有效预防常见的因漏电所引起的建筑物电气火灾事故，保证人民生命财产安全。

　　2、漏电火灾监控系统的设计依据

　　本系统符合中华人民共和国国家标准GB14287.1-2005《电气火灾监控系统 第1部分：电气火灾监控设备》。另外《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-1995 (2005年修订)9.5.1中规定高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统；《建筑设计防火规范》 GB50016—2006中11.2.7条商店、剧院、电影院、体育馆等人员密集场所宜设置漏电火灾报警系统

　　3  漏电火灾监控系统的有关定义

　　随着技术的发展，传统分散设置的单个漏电报警器逐渐演变为网络化集中管理的电气火灾监控系统。GB14287-2005标准中将原国家标准《防火漏电电流动作报警器》GB14287—93 “防火漏电电流动作报警器”更名为“电气火灾监控系统”，并细分为3部分，第1部分：电气火灾监控设备，第2部分：剩余电流式电气火灾监控探测器；第3部分：测温式电气火灾监控探测器。相关定义如下：   

　　电气火灾监控系统：当被保护线路中的被探测参数超过设定值时，能够发出报警信号、控制信号并能指示报警部位的系统，它由电气火灾监控设备、电气火灾监控探测器组成。

　　电气火灾监控探测器：探测被保护线路中的剩余电流、温度等电气火灾危险参数变化的探测器。

　　电气火灾监控设备：能接收来自电气火灾监控探测器的报警信号，能发出声、光报警信号和控制信号，指示报警部位，记录并保存报警信息的装置。

　　4 系统的基本组成及工作原理

　　1、基本组成部分

　　根据国家标准GB14287-2005《电气火灾监控系统》以及相关规范《电气火灾监控系统的设计方法》(暂行规定)，电气火灾监控系统的基本组成应包括：电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器以及测温式电气火灾监控探测器等三个最基本产品种类所组成。其中，剩余电流式电气火灾监控探测器又由监控探测器和剩余电流互感器(分对插式、闭合式两种)所组成；测温式电气火灾监控探测器由监控探测器和测温传感器所组成。

　　剩余电流式电气火灾监控系统采用分层分布式结构，由站控管理层、网络通讯层和现场设备层组成。系统拓扑图如下图所示：各电气火灾监控探测器通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，然后通过五类线TCP/TP协议进入监控主机。

　　1）现场设备层主要是连接网络中用于漏电及温度信号采集测量的各类型的仪表和保护装置等，也是构建该监控系统必要的基本组成元素。不仅肩负着采集数据的重任，同时也是执行后台控制命令的终端元件

　　2）通讯控制层主要是由通讯服务器、接口转换器件及总线网络等组成。该层是数据信息交换的桥梁，不同的接口转换器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太网等各种接口，组网方式灵活，支持点对点的通讯、现场总线网络、以太网等类型的组态网络。通讯服务器主要用于直接对现场仪器仪表转达上位机的各种控制命令，并负责对现场仪器仪表回送的数据信息进行采集、分类和存储等工作，如电压/电流等电参量、输入开关量状态、修改仪表内部参数或各种控制继电器断开/闭合的操作命令等；接口转换器件则是由于现场仪表或其它系列的装置与上位机的通讯接口存在差异，需要进行转换方可进行数据交换。

　　3）管理测控层是针对监控网络的管理人员。该层直接面向用户。该层也是系统的最上层部分，主要是由电气火灾监控系统软件和必要的硬件设备如计算机、人机界面、打印机、UPS等。其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取前置机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况，并可接受管理人员的操作命令，实时发送并检测操作的执行状况，以保证供用电单位的正常工作。

　　2、工作原理

　　其基本原理是，当电气设备中的电流、温度等参数发生异常或突变时，终端探测头(如剩余电流互感器、温度传感器等)利用电磁场感应原理、温度效应的变化对该信息进行采集，并输送到监控探测器里，经放大、A/D转换、CPU对变化的幅值进行分析、判断，并与报警设定值进行比较，一旦超出设定值则发出报警信号，同时也输送到监控设备中，再经监控设备进一步识别、判定，当确认可能会发生火灾时，监控主机发出火灾报警信号，点亮报警指示灯，发出报警音响，同时在液晶显示屏上显示火灾报警等信息。值班人员则根据以上显示的信息，迅速到事故现场进行检查处理，并将报警信息发送到集中控制台。

　　3、 监控系统的设计安装及布线设计

　　电气火灾监控设备以及系统的报警信号，应设在消防控制室或有人值班的场所。主机电源应取自控制中心的消防供电(AC220V)。

　　各监控探测器采用现场供电，电源接入点应在该级断路器的上端。

　　1）配电柜内部形式的安装设计

　　本工程为新建工程，所有监控探测器均安装于变电所内配电柜内，采用嵌入式安装，安装于配电柜面板上。工作人员可以通过面板按钮查看各回路漏及温度信息。剩余电流互感器安套在A、B、C三相电源线及N线上，PE线不得穿过互感器，固定牢靠，探测器与互感器之间的连线应该采用屏蔽导线；温度传感器为一热敏电阻ＮＴＣ，可以提供-10-120℃的温度基准，热敏电阻可以通过导线连接至漏电火灾监控探测器。

　　2）整个漏电火灾监控系统的安装设计

　　现场每个漏电监控探测器均带有485通讯接口，需通过屏蔽双绞线将现场所有探测器以手拉手的方式串联起来，连接时应注意，每条485总线连接数量不超过32个，且在20个左右为宜。安装走线时，应注意强弱电走线分开，导线应采用阻燃屏蔽双绞线建议线径不小于1.0mm2，屏蔽线屏蔽层应良好接地，每条总线末端应增加一个100欧姆左右的匹配电阻。配线整齐，绑扎成束，穿线可用阻燃PVC管、金属管及金属线槽。在穿管、线槽后，应将管口、槽口封堵。

　　4、产品的选择与介绍

　　本工程共有1#、2#、6#、8#、9#楼共5栋建筑，共计152个配电箱，根据《建筑电气火灾预防要求和检测方法》有关条文明确要求“为防止电气设备和线路漏电火灾,应在电源进线端设置自动切断电源或报警的剩余电流动作保护器”。 因此本项目在各配电箱进线处设置漏电火灾探测器ARCM200-J1以及剩余电流互感器AKH-0.66L，并在8#楼设立琴台式电气火灾监控系统Acrel-6000/Q200。各栋楼电气火灾监控系统在地理上分布于5栋楼内，每栋楼又通过485总线网络组成一个有机的整体，将各处的漏电及温度信息进行共享，便于工作人员进行统一管理。

　　ARCM200系列电气火灾监控探测器是智能型探测器产品，符合GB 14287─2005。该产品既可以大量的联机使用，也可以独立式使用（具有漏电/过流/温度的检测和报警功能，另有可选功能：报警时能自动切断被监控电路，即具有继电器输出功能）。它集电气火灾监控探测及报警功能于一体，具有高智能化、功能齐全、性能可靠、迷你设计、外形美观、设定简单、仪表式安装等特点。是令人耳目一新的全新思路设计的结晶，是对防范电气火灾事故的又一新贡献。

　　电气火灾监控探测器（以下简称“监控探测器”）由剩余电流互感器、温度传感器和监控报警器组成，当被保护线路中的剩余电流互感器（以下简称“互感器”）探测到的剩余电流超过监控报警器的预设定值或温度传感器探测到的温度超出预设定值时，监控报警器经分析、确认后发出声光报警信号和控制信号。监控报警器能显示报警线路漏电流大小，传感器温度等。当监控报警器有报警信息时，启动继电器。并可以直接显示探测电流值和温度值，无需占用大的设备场地，节省消防设备成本，节约电力能源，监控探测器采用仪表安装方式。

　　AcrelAcrel-6000系列监控设备是整个电气火灾监控的最顶端，可连接多台ARCM系列探测器，组成一套功能齐全的电气火灾监控系统，具有声光报警功能，并同步显示报警回路，其报警信息可以保存12个月以上，后备不间断电源可以保证市电失电后连续运行4小时以上，监控系统分为壁挂式、琴台式和柜体式3种，有效通讯距离可达1200多米，多台设备之间或者设备和其他系统如报警与消防联动系统、电力监控系统等可进行数据交换。并且该系列监控设备具备自检功能，从硬件、软件、通讯线路、电源各个方面进行系统自检，以随时掌握系统产品运行状态，保证系统运行的可靠性。